國內外七大公司旋轉導向技術盤點

1、貪吃蛇技術哪家強？國內外七大公司旋轉導向技術盤點旋轉導向鉆井技術已經逐漸成為定向井、水平井鉆井的主要工具，但主流技術依然以國外油月服產品為主。在多年持續(xù)攻關下，國產自主創(chuàng)新技術現(xiàn)已取得多項重大突破，國內外技術差距正在逐步縮小。當前，油氣勘探開發(fā)過程正面臨的挑戰(zhàn)日益嚴峻。在資源品質劣質化、勘探目標多元化、開發(fā)對象復雜化等愈發(fā)惡劣的勘探開發(fā)大環(huán)境下，我國油氣勘探開發(fā)領域正在由常規(guī)油氣資源向三低、深層及超深層、深水及超深水等非常規(guī)資源拓展。而作為油氣資源勘探開發(fā)過程中的關鍵環(huán)節(jié)，現(xiàn)有的鉆井技術在應對上述挑戰(zhàn)時卻略顯勉強。中石油經研院石油科技研究所總結出了未來10年極具發(fā)展?jié)摿Φ?0項油氣勘探開發(fā)新技

2、術（點擊查看：顛覆傳統(tǒng)！未來十年這些油氣勘探開發(fā)新技術最具潛力），其中，智能鉆井技術位列其中。未來的智能鉆井主要由智能鉆機、智能導向鉆井系統(tǒng)、現(xiàn)場智能控制平臺、遠程智能控制中心組成。智能導向鉆井系統(tǒng)主要利用隨鉆數據的實時獲取、傳輸與處理，通過井下控制元件對鉆進方向進行智能調控，從而提高鉆井效率和儲層鉆遇率。作為頁巖氣開發(fā)的芯片式技術，旋轉導向鉆井尚且年輕，但實際上從上世紀90年代起，國際各大油服公司便相繼實現(xiàn)了旋轉導向系統(tǒng)的現(xiàn)場應用。經過20余年的技術發(fā)展，油服巨頭均取得了階段性進展，并形成了各自的核心技術體系（點擊查看：五大油服的旋轉導向系統(tǒng)大比拼）。目前的主流旋轉導向技術主要來自幾大國際油

3、服巨頭，并基本形成了兩大發(fā)展方向：一是以貝克休斯AutoTrak系統(tǒng)為代表的不旋轉外筒式閉環(huán)自動導向鉆井系統(tǒng)，這類系統(tǒng)以精確的軌跡控制和完善的地質導向技術為特點，適用于開發(fā)難度高的特殊油藏導向鉆井作業(yè)；二是以斯倫貝謝PowerDrive系統(tǒng)為代表的全旋轉自動導向鉆井系統(tǒng)，這類系統(tǒng)以同樣精確的軌跡控制和特有的位移延伸鉆井能力為特點，適用于超深、邊緣油藏的開發(fā)方案中的深井、大位移井的導向鉆井作業(yè)。01.各大油服核心技術對比大宗商品價格暴跌給服務公司的定價和付款時間表帶來了下行壓力。無論何種程度的自動化規(guī)模提高，都可以改善前端的現(xiàn)金流。而在后端，實時和廣泛的數據庫報告功能則可以快速顯示利潤最高的領域

4、。這些信息使公司可以專注于自己最擅長的領域，并調整或取消表現(xiàn)最差的業(yè)務板塊。與維持或取消某個業(yè)務或是讓更多人失業(yè)不同，所有這些措施的最終價值都可以改善企業(yè)的賬本底線。1斯倫貝謝斯倫貝謝是目前旋轉導向專利數量最多的油服公司，其PowerDrive旋轉導向系統(tǒng)包括推靠式(PowerDriveOrbit)、指向式(PowerDriveXceed)和混合式(PowerDriveArcher)三種。斯倫貝謝推靠式旋轉導向系統(tǒng)由最開初的PowerDriveXtra，升級到PowerDriveX5、PowerDriveX6，目前升級已經至UPowerDriveOrbit。PowerDriveOrbitPow

5、erDriveOrbit在斯倫貝謝的旋轉導向系列產品中，造斜能力是相對較弱的(點擊查看：PowerDriveOrbit旋轉導向系統(tǒng))。其工具耐高溫150C,狗腿度通常在(03)/30m范圍內，少部分地層可以達到(45)/30m的造斜能力，但是由于側向切削和井下鉆具的不均勻轉動引起的振動對PowerDriveOrbit的造斜能力影響很大，因此需要選擇造斜能力強的鉆頭和簡單的鉆具組合才能實現(xiàn)上述指標。PowerDriveOrbit系統(tǒng)應用過程中全部部件全程旋轉，能提供近鉆頭實時井斜和方位，提供近鉆頭伽馬、方位伽馬、近鉆頭伽馬成像等參數及曲線，便于精確控制井眼軌跡，判斷巖性及地層走向，實現(xiàn)在薄油層導

6、向鉆進。加長短節(jié)i電子控制短節(jié)CCU-推力槻(Pad_短節(jié)(BU)-圖1PowerDriveOrbit結構示意圖PowerDriveXceedPowerDriveXceed由發(fā)電總成（CRSPA）、電子元器件總成（CRSEM）、導向控制總成（CRSSA）組成，結構見下圖。傳感器總成和控制累統(tǒng)馬達逆時針旋轉伺張馬達渦輪發(fā)電泵統(tǒng)鉆貝哌時針轉動所鉆井跟比鉆頭尺寸大3.2mm圖2PowerDriveXceed結構示意圖PowerDriveXceed系統(tǒng)在鉆進過程中所有部件均為旋轉狀態(tài)，可實現(xiàn)在鉆具轉動時的全方位導向鉆進，也可以放置于PowerPak螺桿鉆具之下，共同組成附加動力旋轉導向系統(tǒng)（Vorte

7、XXceed）。Xceed旋轉導向系統(tǒng)具有近鉆頭的井斜方位測量，其獨特的指向式定向方式和固定的鉆頭軸向夾角使指向式旋轉導向系統(tǒng)在保留了推靠式旋轉導向系統(tǒng)所具有的優(yōu)勢之外，還提供了更高的造斜能力,造斜能力可以達到（58）/30m，在一些高狗腿的三維定向井、水平井中能較好地發(fā)揮旋轉導向系統(tǒng)的優(yōu)勢。工具耐高溫150C，最大允許轉速350r/min，最大允許堵漏液濃度為142.6kg/m3,該工具目前只能通過改變泥漿泵的排量來發(fā)送指令，但可以通過MWD接收指令并轉發(fā)給Xceed。PowerDriveArcherPowerDriveArcher主要優(yōu)點是可以實現(xiàn)高造斜率要求，通過推靠式”和指向式的優(yōu)點結

8、合，PowerDriveArcher系統(tǒng)可以達到高達（1517）/30m的造斜率，工具耐高溫150C。此外，基于Power-DriveX6系統(tǒng)精確控制單元的使用，可在鉆井過程中有更大的排量選擇范圍。該系統(tǒng)保持了斯倫貝謝工具一貫的全旋轉特性，同時，具有用改變排量和頂驅轉速兩種方法發(fā)送指令的功能。圖3PowerDriveArcher工具原理示意圖PowerDriveVorteX附加動力導向系統(tǒng)PowerDriveVorteX是旋轉導向系統(tǒng)與大功率螺桿鉆具和通訊短節(jié)CLINK組合在一起的的復合體。即在旋轉導向系統(tǒng)和MWD之間，增加一根大功率螺桿鉆具和一根通訊短節(jié)CLINK，鉆頭就獲得了來自頂驅轉速和

9、螺桿鉆具轉速疊加的高轉速，通訊短節(jié)把旋轉導向系統(tǒng)測得的參數和曲線傳遞給MWD，MWD把獲得的數據傳遞到地面計算機。這樣不但可以獲得因鉆頭轉速增高帶來機械鉆速提高，還解決了實時獲得旋轉導向系統(tǒng)近鉆頭數據的通訊問題。PowerDriveVorteX系統(tǒng)主要原理均為通過附加大功率螺桿鉆具使鉆頭獲得高轉速，減少頂驅負荷;在研磨性地層，減少鉆具與地層、BHA與地層之間的磨損。由于鉆頭轉速大幅提高，從而提高機械鉆速，減少鉆具、BHA和套管磨損，提咼綜合經濟效益。2貝克休斯貝克休斯的AutoTrak不旋轉閉環(huán)鉆井系統(tǒng)（RCLS）是一種靜態(tài)推靠式旋轉導向系統(tǒng)，由地面與井下的雙向通訊系統(tǒng)（地面監(jiān)控計算機、解碼系

10、統(tǒng)及鉆井液脈沖信號發(fā)生裝置）、導向系統(tǒng)（AutoTrak工具）和LWD組成。AutoTrak系統(tǒng)的井下偏置導向工具由不旋轉外套和旋轉心軸兩大部分通過上下軸承連接形成一個可相對轉動的結構。旋轉心軸上接鉆柱，下接鉆頭，起傳遞鉆壓、扭矩和輸送鉆井液的作用。不旋轉外套上設置有井下CPU、控制部分和支撐翼肋。定向傳感器震擊器電阻率傳感器伽馬射線傳感器圖4AtutoTrak工具結構示意圖AutoTrak系統(tǒng)工作中非旋轉可調節(jié)扶正器滑套的不轉是相對于鉆頭驅動軸而言，在旋轉鉆進過程中，該扶正器滑套處于一種相對靜止的狀態(tài)，從而確保鉆頭可以沿著特定的方向鉆進。通過液壓可推動活塞分別對3個穩(wěn)定塊施加不同的壓力，其合

11、力使鉆具沿某一特定方向偏移，從而在鉆進過程中使鉆頭產生1個側向力，保證鉆頭沿這一方向定向鉆進。圖7頭3rillBte計貝機站桿電用耳和仙馬丸吊笨碼苦站-AutorrakIH定向橫映JUS朗測It檢塊扶正裔圖5AutoTrak系統(tǒng)主要組成部分示意圖AutoTrakG3AutoTrakG3的理論造斜能力為20/100m，它的近鉆頭井斜零長1.2m，伽馬零長5.54m，井斜與方位零長8.54m，該類型的工具除了提供另外兩種工具的功能和作用外，它也能夠進行相關的測量工作。這種第三代系統(tǒng)開拓了定向井鉆井的新領域，包括地質導向和大位移井。該工具可以在旋轉鉆井過程中實現(xiàn)導向，改變井眼軌跡，并與地面實現(xiàn)雙向通

12、訊。AutoTrakX-tremeAutoTrakX-treme是由井下鉆井馬達驅動的旋轉導向系統(tǒng)。該系統(tǒng)綜合了高動力馬達和高速旋轉閉環(huán)系統(tǒng)，并與導向裝置實現(xiàn)雙向通訊連接。在馬達下的下部鉆具組合更短。X-treme技術定子提供高扭矩，BHA可持續(xù)保持高鉆速，額定最高轉速可達到約400RPM。AutoTrakX-treme標準BHA組成中.陽率ftlDl/Q力IWD怖感誥醫(yī)城J,X-trcm苕技術的動力部分及原理皆通3達動力定子特盒:-內還蛔冋揃國拄形期吏-啖匪定子部拾不等厚i-treme馬達底子特點：一次性盛壟的談扶外於翎喪薄呂等停的她膠定子部守圖7AutoTrakXtreme纟且成及原理示意

13、圖AutoTrakeXpressAutoTrakeXpress便攜式旋轉導向工具的理論造斜能力為24。/100m它的近鉆頭井斜零長為1.2m,伽馬零長為9.6m，井斜與方位零長為10.8m。eXpress的應用和發(fā)展是目前AutoTrak旋轉導向系統(tǒng)中最為成熟AutoTrak的一類型。AutoTrakCurveAutoTrackCurve具有較強的造斜能力，專為陸地鉆井設計。它的理論造斜能力為45/100m，它的近鉆頭井斜零長為2m，伽馬零長為3.74m，井斜與方位角零長為6.81m。該系統(tǒng)在傳統(tǒng)導向系統(tǒng)的基礎上，對導向力學、水力學和導向板進行重新設計，導向板能適應從軟到硬以及研磨性等各種地層

14、，BHA具有更強的柔性。AutoTrackCurve能夠實現(xiàn)用一套鉆具、一趟鉆鉆穿造斜段、穩(wěn)斜段、著陸段和水平段。平癥轉盤叵罔療暉為春動測誡電迪遏輪電亂近鉆頭椎寵巴家頑壓泵扶正畫短揮逼信庫議去不施轉外蓋推盍翼肋體旋轉生皓不施轉控制機構巴耀1驅動軸圖8AutoTrakCurve旋轉導向系統(tǒng)結構示意圖可伸縮肋板扶正器鉆頭不旋轉井下工旦旋轉軸慣轉角度E2井壁圖9AutoTrakCurve旋轉導向系統(tǒng)導向原理結構示意圖3哈里伯頓Geo-PilotGeoPilot旋轉導向鉆井系統(tǒng)也是一種不旋轉外筒式導向工具，但與AutoTrak和PowerDrive不同的是，GeoPilot旋轉導向鉆井系統(tǒng)不是靠偏置鉆

15、頭進行導向，而是靠不旋轉外筒與旋轉心軸之間的一套偏置機構使旋轉心軸偏置，從而為鉆頭提供一個與井眼軸線不一致的傾角，產生導向作用。其偏置機構是一套由幾個可控制的偏心圓環(huán)組合形成的偏心機構，當井下自動控制完成組合之后，該機構將相對于不旋轉外套固定，從而始終將旋轉心軸向固定方向偏置，為鉆頭提供一個方向固定的傾角。該系統(tǒng)主要由驅動軸、外殼、驅動軸密封裝置、非旋轉設備、上下軸承、偏心裝置、近鉆頭井斜傳感器、近鉆頭穩(wěn)定器、控制電路和傳感器等部件構成。牠承居中鈾承密封裝瞥x5Lr近站頭密封裝置非旋轉設備軸承壓力補償器近站頭井斜傳感器圖10Geo-Pilot旋轉導向系統(tǒng)結構圖11Geo-Pilot旋轉導向系統(tǒng)

16、工作原理示意圖GeoPilot旋轉導向鉆井系統(tǒng)的最小造斜角為5，設計造斜率為45/100m，擴眼最大狗腿度30/100m,最高轉速250RPM,最高工作壓力206MPa,最高工作溫度175C,非工作狀態(tài)下耐溫200C。該系統(tǒng)適用于大摩阻、大轉矩的大位移井和復雜程度較高的三維定向/水平井。iCruise2018年，合里伯頓發(fā)布了全球首款智能旋轉導向系統(tǒng)iCruise（點擊查看:iCruise旋轉導向系統(tǒng)）。該系統(tǒng)采用模塊化設計，集成了先進的傳感器、電子設備、復雜算法以及高速處理器，具備400RPM和18/30m的造斜能力。iCruise智能旋轉導向系統(tǒng)集成了自我診斷與分析和自動化鉆井輔助決策功能

17、，實現(xiàn)設備健康監(jiān)控、優(yōu)化井眼軌跡、管理井下振動等實時功能。導向頤間地漬導冋啟令鉆機控制泵統(tǒng)更諫渥訓忌統(tǒng)4鉆頭投童*年向性録：戌聲導可和些險轉導:旬等匚裂古粘壓iifta控制執(zhí)行自主學習物理導同模翌圖12導向顧問及控制過程示意圖4威德福RevolutionRevolution是一種指向式旋轉導向系統(tǒng)，由控制系統(tǒng)和偏置穩(wěn)定器短節(jié)2大部分組成，偏置穩(wěn)定器短節(jié)由驅動芯軸、不旋轉外筒和偏置機構等組成，驅動芯軸用于連接鉆柱和鉆頭，傳遞鉆壓、扭矩和輸送泥漿。偏置穩(wěn)定器短節(jié)的動力機構是軸向均布的一組（12個）軸向方向的柱塞泵，依靠驅動芯軸的旋轉帶動起運動。Revolution旋轉導向系統(tǒng)的最大造斜率為10/3

18、0m最高工作溫度165C,最高工作壓力172MPa,適用于5-7/8至17-1/2井眼。不舟轉外筒圖13Revolution系統(tǒng)結構及導向原理示意圖Magnus推靠式旋轉導向系統(tǒng)Magnus的關鍵功能包括完全獨立的襯墊控制、具有最低井底鉆具組合（BHA）穩(wěn)定性的全旋轉偏置單元、實時BHA診斷和自動駕駛功能（點擊查看：Magnus旋轉導向系統(tǒng)）。該系統(tǒng)具有高造斜率，可以10/30m的狗腿角連續(xù)造斜，最高轉速300RPM最高工作壓力206.8MPa,最高工作溫度150C,最大垂向分辨能力480mm。Magnus旋轉導向系統(tǒng)采用模塊化設計，利用三個獨立式推力塊控制方位，可獲得近鉆頭6ft處的實時數據

19、，具有實時診斷、自動穩(wěn)斜和雙向通信等功02.國內技術現(xiàn)狀相比于國外已經發(fā)展了20余年，目前已經逐漸趨于成熟的旋轉導向技術，國內在這方面的研究工作起步則相對較晚。近年來，面對油氣勘探開發(fā)過程中的卡脖子問題，國內三桶油不斷研究摸索，逐個攻關核心關鍵技術，目前已經獲得了重大突破，且部分技術實現(xiàn)了現(xiàn)場應用，并取得了初步成效。1中國石油2019年，中國石油長城鉆探自主研發(fā)的指向式旋轉導向系統(tǒng)在遼河油田雙229-36-72井完成水平井全井段現(xiàn)場試驗，各項工程指標符合現(xiàn)場鉆井條件要求，標志著我國自主研發(fā)的指向式旋轉導向技術取得重大突破。2014年，長城鉆探承擔了中國石油集團重大科技專項指向式旋轉地質導向系統(tǒng)

20、研制，歷時5年，攻克了伺服電機偏置導向控制、大功率井下發(fā)電、井下無線短傳、控制指令下傳、地面監(jiān)控軟件等關鍵技術，研制了國內首套具有自主知識產權的指向式旋轉導向系統(tǒng)，完成了地面水泥靶模擬鉆井試驗和4井次現(xiàn)場功能試驗，最大造斜率大于11/30m。2010年以來，中國石油川慶鉆探、航天科工、中國石油大學（華東）聯(lián)合開展了CG-STEER旋轉導向鉆井系統(tǒng)研發(fā)，并取得了新一代CG-STEER旋轉導向鉆井系統(tǒng)在造斜率預測與調控領域的重大創(chuàng)新，造斜率由之前不足6.0/30m提高至10/30m以上。自2019年至今，新一代CG-STEER旋轉導向系統(tǒng)已完成4口高難度頁巖氣水平井的造斜段和水平段鉆井作業(yè)，累計進

21、尺7758m，創(chuàng)下了國產旋轉導向系統(tǒng)最大造斜率11.2/30m，單趟鉆最長壽命297h、進尺1090m等多項紀錄。2中國石化2019年，中國石化勝利石油工程公司隨鉆測控技術中心自主研發(fā)的SINOMACSATSI型旋轉導向儀器在勝利油區(qū)現(xiàn)場試驗成功。在現(xiàn)場試驗中，試驗井段2070-2417m，使用60%導向力鉆進，造斜率達到4.2/30m，實現(xiàn)了對軌跡的高精度控制；采用快速脈沖數據編碼，平均物理傳輸速率1.8bps，下傳成功率95%；一串旋轉導向工具總進尺347m，累計工作時間52小時，地面監(jiān)控、雙向通訊、隨鉆測量和井下導向控制四大模塊均達到理想效果。在國內技術尚未成熟、國外技術服務價格昂貴的窘

22、況下，中國石化勝利石油工程公司鉆井院鉆井信息中心成功研發(fā)了成本更低、功能比肩傳統(tǒng)旋轉導向的滑動鉆進鉆柱雙向扭轉自動控制技術，即TORSIONDRILLING-鉆柱雙向扭轉控制系統(tǒng)（點擊查看：TORSIONDRILLING鉆柱雙向扭轉控制系統(tǒng)），其核心功能包括降低摩阻、減輕托壓、自動控制工具面、快速擺放工具面等。自2019年以來，該系統(tǒng)已在黃河鉆井、渤海鉆井、勝利西南分公司等單位累計推廣應用12口井。3中國海油中海油服自主研發(fā)的Welleader旋轉導向鉆井系統(tǒng)可以在鉆柱旋轉的同時實現(xiàn)井眼軌跡的自動控制。系統(tǒng)通過精準的導向力矢量控制實現(xiàn)鉆頭姿態(tài)的快速響應，具有高精度近鉆頭井斜角及工具面角測量能力

23、，能夠實現(xiàn)井斜自動閉環(huán)控制，可適應復雜地層條件及鉆井條件。Welleader近鉆頭測量模塊位于鉆頭后1.3m以內，實鉆造斜率約6.5/30m。Welleader可與Drilog無縫銜接，實現(xiàn)實時決策。03.結束語近年來，勘探開發(fā)環(huán)境惡劣、國際油價持續(xù)低迷以及外來技術強力沖擊的多重壓力，推動了油氣行業(yè)針對類似旋轉導向鉆井等智能化技術的快速更新和廣泛應用。旋轉導向技術在鉆探作業(yè)中的比重逐漸加大，發(fā)展和完善國產化旋轉導向系統(tǒng)已經成為行業(yè)技術發(fā)展的重中之重。雖然國內的旋轉導向技術近幾年取得了重大進展，但暫時還未實現(xiàn)自動化、多元化、高效化的應用，與國外成熟技術仍存在一定差距。未來應加大研究力度，密切關注

24、先進旋轉導向技術發(fā)展，持續(xù)研發(fā)、優(yōu)化和維護具有自主知識產權的創(chuàng)新技術，針對現(xiàn)存的核心技術問題進行重點攻關，大力推動國產化旋轉導向技術在油田現(xiàn)場的大規(guī)模應用。顛覆傳統(tǒng)！未來十年這些油氣勘探開發(fā)新技術最具潛力低油價時代，技術創(chuàng)新是油氣行業(yè)的生命。未來十年，極具發(fā)展?jié)摿Φ挠蜌饪碧介_發(fā)新技術有哪些？跟蹤分析世界石油科技最新進展，日前,中國石油集團經濟技術研究院石油科技研究所篩選出20項。這些在未來閃耀光彩的勘探開發(fā)新技術包括：智慧地質、勘探開發(fā)一體化智能化協(xié)同平臺、智能油田、納米智能驅油技術、井下油水分離技術、地下原位改質技術、高精準智能壓裂、智能化海底工廠、浮式LNG裝置、海域天然氣水合物安全高效低

25、成本開發(fā)技術、壓縮感知地震勘探技術、人工智能地震解釋技術、彈性波成像技術、隨鉆前探與隨鉆遠探技術、光纖測井技術、一趟測測井技術、耐超高溫井下儀器及工具、智能鉆井、連續(xù)運動智能鉆機、雙壁管反循環(huán)鉆井。今天主要介紹國內先進的光纖測井技術。FOS光纖測井（分布式光纖監(jiān)測）技術光纖材料具有抗電磁干擾、抗環(huán)境噪聲、電氣絕緣性及自身安全性強等特點，廣泛應用于井下惡劣環(huán)境中的儲層參數測量。用于油氣井監(jiān)測的光纖傳感技術主要有分布式溫度傳感器、分布式應力傳感器和分布式聲波傳感器。未來的油氣井檢測將會因光纖技術進步發(fā)生重大改變：衽油氣井的全生產周期內沿井筒進行連續(xù)測，實現(xiàn)永久性監(jiān)測；即使在惡劣環(huán)境下,也可以提供全

26、面的井下生產數據；在不影響油氣生產的前提下，探測氣、水突破，識別套后竄流，探測泄漏，檢測各種管柱及完井設備的完整性。光纖技術的應用有利于促進智能完井、數字油田的發(fā)展。DA2頻牽測妊范圉:0-20KHZ最近安東石油推出了FOS光纖測井（又稱分布式光纖監(jiān)測）技術，這種技術以光纖本身作為傳感器，無需儀器，通過測量背向散射光（類似于雷達回波技術），探測出井下每個小層的溫度、聲波和應變等數據，從而實現(xiàn)對油氣井生產、改造過程、輸送管道的監(jiān)測。光纖測井技術可以在不干擾油田生產情況下，提供完整、實時的油藏生產和注入動態(tài)，作業(yè)過程中無需生產測井儀器類儀器，一根光纖就可以對井生產情況實時監(jiān)測，大大降低了井下作業(yè)的

27、風險，為油氣田節(jié)省作業(yè)成本。光纖可以通過多種方式安裝或送入井中，油氣井全生命周期監(jiān)測可以將光纜固定在油管或者套管外下入井中，臨時監(jiān)測可以通過連續(xù)油管、牽引器、鋼絲等輔助設備將光纜送入到目的層進行監(jiān)測。安東測井事業(yè)部介紹，F(xiàn)OS光纖測井技術是近幾十年來，測井行業(yè)最先進的技術之一，顛覆了傳統(tǒng)的測井技術。尤其對解決油氣田產氣產液注氣注液剖面，壓裂改造過程，液體及支撐劑的走向和進入量，井筒完性等問題效果明顯。1解決油氣田產氣、產液、注氣、注液剖面的問題目前油氣田生產開發(fā)過程中，水平井越來越多，那么對于油氣水平井的生產剖面的監(jiān)測就顯得越來越重要了，而傳統(tǒng)的生產測井由于作業(yè)風險太高，好多井是無法完成測井任

28、務的。光纖測井技術可實時監(jiān)測井下每個射孔簇的產量、供獻率，提供真實的井下生產情況，為油氣田了解生產規(guī)律提供準備的數據，為開發(fā)方案提供決策依據。2無死角監(jiān)測井筒完整性精確識別泄漏、竄槽、出水、出砂位置當前各大油氣田都會有一些老井或疑難井，對于井筒完整性不太清楚，特別是套管泄漏竄槽，地層出水出砂的問題不好解決。光纖測井技術恰恰是解決這一問題的最佳手段，只需要將一根光纖下入井里就能解決這一等系列的難題。3壓裂改造過程監(jiān)測識別液體和支撐劑的走向及注入量對于目前我們石油天燃氣行業(yè)，我們談論最多的話題是頁巖油氣致密油氣，那么開發(fā)這種油氣我們最常用的手段是水力壓裂。而之前，沒有任何一種技術可以直接監(jiān)測改造過

29、程，我們不知道打到井下的液體到哪去了，支撐劑又進到哪兒了，哪個深度進了多少就更不知道了？光纖能監(jiān)測至I壓裂液支撐劑的走向和進入量，根據監(jiān)測的結果及時調整壓裂方案，使壓裂更具針對性，可以真正達到甜點壓裂的效果。4油氣輸送管道監(jiān)測及時報告破損位置，將損失降至最低對油氣輸送管道來說，我們常規(guī)的監(jiān)測手段是人為巡視，這種辦法浪費人力不說，效率太低，往往是管道破了很長時間才知道，既浪費成本又污染環(huán)境。現(xiàn)在有了光纖監(jiān)測技術，我們就可以通過光纖及時發(fā)現(xiàn)管道的破損點，并發(fā)出警報，然后及時處理，將成本和污染降到最低。5技術特點及優(yōu)勢光纖本身就是傳感器，無需儀器，安全性高；靜止式測量法，數據更真實、可信，為您提供最

30、可靠的決策依據；配套光纖測井精度最高的硬件設備；經驗豐富的技術團隊，現(xiàn)場實時數據解釋，后期精細處理解釋；獨有的光纖定位儀，確保井下永久式光纖不受損傷。6應用案例目前在國內光纖測井服務油氣田有：中石油西南油氣田、塔里木油田、浙江油田、重慶頁巖氣等區(qū)塊，我們最早實現(xiàn)了連油光纖測井技術在國內油氣田的應用。在應用過程中，這項技術對區(qū)分油、氣、水多相流，監(jiān)測每個射孔簇的產量有明顯優(yōu)勢，詳見以下案例：氣、水兩相流測井案例五大油服的旋轉導向系統(tǒng)大比拼本文結合NaborsDrillingSolutions、NOV、Halliburton、Schlumberger和BakerHughes公司專家們的解答，給大家

31、介紹旋轉導向技術的最近進展情況。如今的旋轉導向技術發(fā)展目標主要有一個：以低成本鉆出高質量井眼。一些服務公司通過開發(fā)更加耐用的鉆井工具，延長在惡劣環(huán)境下的鉆進時間，從而降低成本，而有些公司則通過去除一些次要功能來降低成本。同時，還有些公司期望利用實時監(jiān)測和數據分析來提高機械鉆速，且不會產生破壞性振動。很多油服公司也在研究旋轉導向鉆井技術，期待能將他們自己的鉆井裝置、相關軟件和控制裝置整合到一起。無論采取什么樣的辦法來降低鉆井成本，所有的公司都試圖提高機械鉆速，減少停鉆時間，這樣他們才能在成本壓力下獲得更大的投資回報。不過，這對于旋轉導向鉆井技術提供商來說具有一定壓力，這也是各服務商自行業(yè)低迷時期

32、來所努力的方向，即提供最優(yōu)價值的旋轉導向技術。本文結合NaborsDrillingSolutions、NOV、Halliburton、Schlumberger和BakerHughes公司專家們的解答，給大家介紹旋轉導向技術的最近進展情況。旋轉導向技術亮點（1）旋轉導向技術和鉆井平臺及軟件的集成化處理使得鉆井工作流發(fā)生新變化，同時降低鉆進成本。（2）單獨機械改造不能緩解鉆進振動問題，旋轉導向技術配合實時模擬和測量系統(tǒng)可以識別鉆進中的偏差。（3）通過提高鉆井工具的耐磨性和消除非必要的傳感器進一步降低鉆井成本。Nabors通過集成化改進鉆井工作流旋轉導向系統(tǒng)和鉆井平臺及軟件的集成化處理更新了鉆井工作

33、流，實現(xiàn)了低成本鉆井。通過井筒內放置工具，Nabor公司將很快推出新的旋轉導向系統(tǒng)，該系統(tǒng)可用于第三方鉆井平臺或者直接配合公司內Directional-Ready鉆井平臺使用，它包括了集成化的設備和儀表，使得測量更逼真，鉆井時精準達到長水平段的目的層。Nabors公司的RigWatchNavigator軟件可實現(xiàn)井眼的設計和實鉆3D可視化。鉆工可看到鉆井目的層和鉆頭距目的層的位置。Nabors公司在挪威利用新的旋轉導向技術試鉆了一些井，目前正在OklaCatoosa地區(qū)利用自己的平臺試驗該技術。自從2014年開始，公司一直研制新的旋轉導向技術，使其造斜速率達到15。/100英尺，該體系旋轉導向

34、方式并非推靠式和指向式，而是采用持續(xù)定向控制技術，旋轉導向系統(tǒng)包括近鉆頭傾斜裝置、定向傳感器和井下閉環(huán)控制模塊。近鉆頭傳感器直接向地面反饋鉆進數據，在很高的機械鉆速下，自動調整確保定向裝置在合適的位置。為了降低磨損和減少工具維修，Nabors設計的旋轉導向系統(tǒng)沒有外部滑動塊，它通過渦輪提供動力，而非電池，防止更換電池時不得不取出工具。將旋轉導向系統(tǒng)提前運送至井場，提前和公司的專利儀器、設備監(jiān)測和數據采集軟件連接到一起，便于鉆工下入井內。Nabors公司開發(fā)出軟件應用系統(tǒng)用于優(yōu)化旋轉導向性能，其中的REVit軟件可用于任何旋轉導向系統(tǒng)，降低鉆井過程中的粘滑振動問題，緩解損壞鉆柱諧振，而鉆柱諧振會

35、降低機械鉆速，還會因MWD和鉆頭損壞影響鉆進軌跡。基于頂驅加速器上鉆柱的異常諧振感應，我們的控制軟件會通過控制空心軸移動來消除或破壞鉆柱振動，從而減弱一定轉速下施加在鉆柱上的高扭矩和鉆頭上的重量，消除粘滑振動可以延長鉆頭壽命，降低非生產時間。借助于Nabors公司的RigWatch系統(tǒng)，承包商可以從休斯敦的RigLine全天候遠程操作中心監(jiān)測旋轉導向系統(tǒng)作業(yè)過程，并且只需一個定向井鉆工，就能監(jiān)督四到五個鉆臺作業(yè)，并為井場的鉆工提供專業(yè)指導。這樣讓具有豐富經驗的鉆工同時遠程監(jiān)控多口井鉆井作業(yè)有助于承包商擴大作業(yè)規(guī)模，讓有能力的人同時管理多個鉆臺，也將會緩解因升級改造而帶來的人力資源問題。NOV的

36、VectorEDGE雖然旋轉導向系統(tǒng)上的傳感器能夠提供控制導向操作所需的數據，但這也意味著成本的增加，當在陸上易于鉆進的水平段進行作業(yè)時，承包商們可能并不需要這樣的設備。意識到這一點后，NOV有針對性的開發(fā)用于非常規(guī)井鉆進的旋轉導向系統(tǒng)，即VectorEDGE系統(tǒng)，它消除了近鉆頭傳感器和內置MWD裝置，使旋轉導向系統(tǒng)成本縮減了一半。VectorEDGE通過鉆桿旋轉代替水力泥漿接收下行指令。系統(tǒng)下行指令已被測試至27000英尺。定向井鉆工向軟件輸入工具面和攻擊性參數，然后通知鉆工如何調整鉆桿轉速，進而發(fā)送一個新的導向指令。NOV推出的這款旋轉導向系統(tǒng)與鉆臺間的交互內容很少，該工具具有閉環(huán)軌跡特征

37、，它能根據傳感器數據自動調整其攻擊性，以配合定向作業(yè)。即它是自動完成指令的，無需連續(xù)發(fā)送導向指令，及下行指令給井下鉆進工具，不過在調整鉆井設計或地層特征發(fā)生變化時，則需要發(fā)送下行指令。發(fā)送下行指令是通過旋轉鉆桿完成，它比水力泥漿更可靠，VectorEDGE旋轉導向系統(tǒng)下行指令已被測試至27000英尺。定向井鉆工向軟件輸入工具面和攻擊性參數，然后通知鉆工如何調整鉆桿轉速，進而發(fā)送一個新的導向指令。雖然該工具沒有內置MWD系統(tǒng)，但NOV公司將它設計成與任何泥漿脈沖或電磁遙測MWD系統(tǒng)都兼容，以防將來作業(yè)者或定向鉆井公司會用到它。同時也能將工具與馬達連接，以防作業(yè)者想要通過增加轉速來提高機械鉆速。N

38、OV公司于2012年開始設計VectorEDGE旋轉導向系統(tǒng)，設備的主要測試，包括在德克薩斯州Navasota的NOV試驗鉆井平臺實施的一些測試項目，都是在2014年和2015年完成的，在西德克薩斯州和美國東北地區(qū)油田的試驗自2016年以來一直在進行當中，早期測試結果表明，與NOV公司的鉆頭和馬達配合使用，該導向系統(tǒng)可以與市場上的其他旋轉導向系統(tǒng)相媲美甚至更有優(yōu)勢。該公司計劃到2017年年底，實現(xiàn)VectorEDGE旋轉導向系統(tǒng)的商業(yè)化應用。哈里伯頓的GeoPilotDuro2016年哈里伯頓公司推岀的GeoPilotDuro旋轉導向系統(tǒng)用于容易發(fā)生振動的地層環(huán)境。通過哈里伯頓ADTOptim

39、ization服務，旋轉導向系統(tǒng)能夠自動運行作業(yè)前工程項目和實時監(jiān)測系統(tǒng)。油服公司正努力尋找方法改善旋轉導向系統(tǒng)的抗振性，特別是像巴西鹽下和多山地區(qū)，比如Rockies和Andes，在這些地方，振動是一個棘手的問題。最近，哈里伯頓的GeoPilot指向式旋轉導向平臺上增加了新應用，即GeoPilotDuro,該系統(tǒng)于2016年推岀，用于容易發(fā)生振動的地層環(huán)境。該套工具的軸承和電子器件都進行了加固，增加了抗振性，因此能夠挑戰(zhàn)工具的應用極限，進一步提高機械鉆速，同時不偏離軌跡。另外，重新設計的深層穩(wěn)定器，增加73%的流動面積，減少巖屑在工具周圍的堆積，使井眼更清潔。然而，僅有這樣的機械設計還不能完

40、全抵抗振動影響，我們應該清楚最佳鉆井參數是什么，不同環(huán)境下鉆進的風險和挑戰(zhàn)，包括極易發(fā)生鉆柱振動的地層、不易導向的地層和不穩(wěn)定地層。為此，通過哈里伯頓ADTOptimization服務，旋轉導向系統(tǒng)自動運行作業(yè)前工程項目和實時監(jiān)測系統(tǒng)。借助于加固的工具系統(tǒng)、預設計工程和實時監(jiān)測系統(tǒng)，該公司能夠進一步擴大服務體系的工作窗口。據哈里伯頓公司介紹，目前鉆井轉速提高至300轉/分鐘，而對于高振地層，轉速范圍增加了33%-100%。新的技術極限提高了鉆井速度，大大降低非生產時間。旋轉導向系統(tǒng)會監(jiān)測鉆柱振動，特別是粘滑振動以及井眼清潔和摩阻扭矩。在模擬階段，將鉆井設計和鉆井參數輸入到系統(tǒng)中，識別潛在風險和

41、解決方法。同時借此知道最佳的性能參數是什么，即最佳機械鉆速、最佳井眼清潔參數和最有效的軌跡結構，以便于花最少時間直接鉆遇目的層。鉆井開始時，模型實時更新鉆井數據，如數據匹配模型，以便知道目前正以最佳性能鉆進。如果發(fā)現(xiàn)參數有偏移，井下一定發(fā)生了異常情況需要處理。工人們需要判斷出異常情況的原因并加以修正，讓鉆進保持最佳狀態(tài)。GeoPilot中的傳感器，包括加速計、陀螺儀和磁力計，能夠探測到鉆柱振動和嚴重程度，將這些數據與地面數據結合，用于分析發(fā)生振動的機理和原因，然后采取相應措施。弄明白何時如何發(fā)生振動后，就能通過參數設置以最高機械鉆速鉆進而不產生鉆柱振動。據哈里伯頓介紹，拉丁美洲的一家公司想一次

42、完成鹽層水平段的鉆進，這家公司計劃10天內完鉆，但借助GeoPilotDuro旋轉導向系統(tǒng)配合其他設施僅用7天就完成了，節(jié)省三天鉆井時間。斯倫貝謝的PowerDrivevorteXMax提高機械鉆速和降低鉆井時間是斯倫貝謝公司旋轉導向系統(tǒng)研發(fā)的主要目標。2017年第一季度，該公司將其新的PowerDriveRSS系統(tǒng)組合，即PowerDrivevorteXMax進行商業(yè)化應用。通過IDEAS綜合動態(tài)設計和分析平臺，斯倫貝謝高性能旋轉導向系統(tǒng)結合了高扭矩高轉速能力以及先進的模型。通過模型，它解除高轉速模式，同時優(yōu)化動力部分，給出了一個非常強勁的導向系統(tǒng)。工具的動力部分將泥漿液壓動力轉化為機械能，

43、增加的轉速和鉆壓轉化為井底高的機械鉆速。根據先進模型、樣品實驗分析結果和現(xiàn)場經驗，公司稱相比于標準的旋轉導向系統(tǒng)，我們的導向系統(tǒng)能夠增加轉速接近60%。PowerDriveOrbit為金屬密封方式，它能用于橡膠密封不能用的油基泥漿和復雜流體中。工具的動力部分將泥漿液壓動力轉化為機械能，增加的轉速和鉆壓轉化為井底高的機械鉆速。作為一個附加功能，利用IDEAS軟件進行作業(yè)前模擬，優(yōu)化驅動系統(tǒng)性能，評估影響導向系統(tǒng)的鉆井和井眼條件。該軟件于2011年發(fā)行，為了預測和優(yōu)化井下鉆具組合性能和壽命，它采用基于時間的四維模擬技術，能夠捕捉到整個鉆柱和井筒的幾何形態(tài)。該軟件能模擬出不同地層和巖石條件下各種鉆頭

44、和旋轉導向系統(tǒng)的性能，讓作業(yè)者有信心高效完成鉆進作業(yè)。旋轉導向系統(tǒng)具有自動導向功能，它無需鉆工輸入參數，就可以得到預想的傾角和方位角。一般情況下，鉆工會跟蹤傾角和方位角變化情況，如果必要他們會發(fā)出下行指令改變設置，例如在遇到交互層時。這種旋轉導向系統(tǒng)能夠自動跟蹤軌跡變化并進行修正，鉆工們的任務不再是執(zhí)行，而是監(jiān)督，確保工具正常運轉，保持工具的高性能和穩(wěn)定性，無需鉆工進行命令、指令和解釋。依靠方位和傾角的軟件程序，旋轉導向系統(tǒng)能夠自動調整軌跡，它是由早期傾角閉環(huán)控制得來的相關控制步驟。在過去一年里，ParsleyEnergy公司在Midland和Delaware盆地應用PowerDrivevor

45、teXMax旋轉導向系統(tǒng)80井次，應用結果表明，作業(yè)者可以降低鉆井天數17%，并且鉆井成本降低30%。來自PowerDrive平臺的另外一個旋轉導向系統(tǒng)Orbit于2014年商業(yè)應用，它可用于陸上和海上大位移井的鉆井作業(yè)，其特點之一就是采用了金屬對金屬密封形式，增加了彈性。金屬密封能用于橡膠密封不能用的油基泥漿和復雜流體中。它耐高溫，而橡膠會與鉆井流體發(fā)生反應，會受到油基泥漿的影響，或者在高溫下、高固相含量時也會有影響，如果將薄弱環(huán)節(jié)去掉，就可以提高相應的性能參數，比如轉速。2016年，LaredoPetroleum公司利用PowerDriveOrbitRSS系統(tǒng)在二疊紀的上部Wolfcamp

46、巖層中鉆岀8%英寸井眼。作業(yè)者曾經用常規(guī)鉆具組合鉆進，但在長水平段鉆進中由于摩阻問題遇到了困難，當利用斯倫貝謝公司的PowerDriveOrbit旋轉導向系統(tǒng)鉆進時，一次下井就完成了13602英尺長的水平段鉆井作業(yè)，機械鉆速達125英尺/小時，累計鉆井時間為108小時。2016年年末，EclipseResources公司在Utica應用PowerDriveOrbit旋轉導向系統(tǒng)鉆井，利用SmithBitsPDC鉆頭和斯倫貝謝TelePacer模塊化的MWD平臺鉆岀8%英寸井眼，在本次作業(yè)中，一次完成18752英尺長的水平段鉆井作業(yè)，鉆井深度為27048英尺，平均機械鉆速118英尺/小時，累計鉆

47、井時間為157小時。與PowerDrivevortexMax一樣，該系統(tǒng)具有自動導向功能，鉆進過程的大部分時間，該工具自動導向，不需要鉆工干預，因為工具一直能夠保持預定的傾角和方位角鉆進。另外在整個鉆井過程中，鉆具組合始終保持在地質窗口中。貝克休斯的AutoTrakCurveRSS美國頁巖氣的興起推動著旋轉導向系統(tǒng)的發(fā)展，它能完成高狗腿度和長水平段的鉆井作業(yè)，例如貝克休斯的AutoTrakCurveRSS,該系統(tǒng)自2013年推岀以來，連續(xù)鉆進作業(yè)增多，經常一次下井便完成垂直段、造斜段和水平段的鉆井作業(yè)。2017年年初，在WyomingDJ盆地的Niobrara地層，利用AutoTrakCurv

48、eRSS系統(tǒng)一次完成81/2英寸單井眼的垂直段、造斜段和水平段的鉆進作業(yè)。在6%英寸井眼鉆進作業(yè)中，結合了貝克休斯的Navi-DrillUltraXL45馬達和8%TalonForce高速鉆頭，作業(yè)者在1.95天內鉆進15261英尺，創(chuàng)造了該盆地記錄，同時也創(chuàng)造出日進尺8267英尺的記錄。酋*工占帶口近期在DJ盆地，AutoTrakCurveRSS系統(tǒng)在1.95天內鉆進15261英尺，創(chuàng)造了該盆地記錄，同時也創(chuàng)造岀日進尺8267英尺的記錄。在應用AutoTrakRSS前，作業(yè)者利用傳統(tǒng)的導向馬達，平均日進尺僅為3194英尺，從地表到完鉆總深度的平均鉆井天數為5.2天。貝克休斯應用的鉆井組合包括

49、AutoTrakRSS、馬達和鉆頭，在造斜點以后水基泥漿改為油基泥漿，單次入井作業(yè)鉆進總深度為17857英尺，機械鉆速平均為443英尺/小時，作業(yè)者達到了預期的10/100英尺造斜率。本次作業(yè)從一開到完鉆耗時3.5天，創(chuàng)造了盆地鉆井記錄，與臨井相比，鉆井時間降低了33%。該系統(tǒng)能夠保持連續(xù)鉆進的關鍵因素在于其近鉆頭傳感器設置，該傳感器可以在MWD測量之前預測岀造斜率，精準控制水平段垂深，改善井眼質量，減少彎曲，降低水平段摩阻扭矩，并且利用近鉆頭振動傳感器，還能快速識別鉆頭附近的功能障礙，進而盡快采取措施緩解問題，大大提高鉆井效率。連續(xù)均衡導向機理是AutoTrakportfolio旋轉導向系統(tǒng)

50、的根本，他控制著鉆井沿預定軌跡鉆進，使得井眼光滑、彎曲度小，導向系統(tǒng)上均勻分布著三個推力塊，這三個推力塊不像推靠式或指向式旋轉導向系統(tǒng)時斷時續(xù)，他們會一直保持工作狀態(tài)，持續(xù)鉆進直達目標層。PowerDriveOrbit旋轉導向系統(tǒng)斯倫貝謝推出的PowerDriveOrbit旋轉系統(tǒng)采用了一套獨特的定向鉆井技術，能夠克月服嚴苛的作業(yè)環(huán)境，提供準確的井眼軌跡，提速增效，已在北海等地區(qū)取得了成功應用。來自|SchlumbergerPowerDriveOrbit旋轉導向系統(tǒng)(RSS)是一種相當可靠的推動鉆頭型旋轉導向系統(tǒng)，這種旋轉導向系統(tǒng)通過使用新研發(fā)的觸發(fā)板導向設計，有效提升鉆井的效率的同時，也提升

51、了系統(tǒng)對井眼軌跡的控制。技術概況1對定向鉆井進行優(yōu)化斯倫貝謝PowerDrive系列旋轉導向系統(tǒng)采用了一整套專為井下管柱完全旋轉而設計的定向鉆井技術，包括在各種工況下均適用的減小管柱阻力技術、提升機械鉆速（ROP）技術、降低管柱粘滑性技術以及井眼清潔技術。此套井下管柱完全旋轉導向系統(tǒng)，通過消除管串中固定部件產生的磨阻和低效率運動，有效提升了機械鉆速。2在高難度鉆井條件下拓寬鉆井作業(yè)窗口隨著油井的日趨復雜化，油公司需要的解決方案將會超出常規(guī)鉆井技術的服務能力。而PowerDriveOrbit旋轉導向系統(tǒng)拓展了常規(guī)旋轉導向系統(tǒng)的作業(yè)信封曲線，能為用戶提供更持久、更可靠、更高效的定向井鉆井服務。Po

52、werDriveOrbit系統(tǒng)內置一套新開發(fā)的觸發(fā)板，使用金屬對金屬密封，使系統(tǒng)可以承受最具腐蝕性的鉆井液沖蝕，并可應對最苛刻的鉆井液壓設計。觸發(fā)板通過推動井壁來導向鉆井，由此為復雜3D井眼軌跡提供精確的導向控制。3提供準確的井眼軌跡PowerDriveOrbit旋轉導向系統(tǒng)內置了一套新型復雜6軸連續(xù)傾角和方位角測量系統(tǒng)，可以在鉆進時自動鎖定傾角和方位角；擁有的自導向能力可在閉路系統(tǒng)內維持特定的傾角和方位角；在使用更好的井眼軌跡控制系統(tǒng)后，PowerDriveOrbit有效提升了井眼質量，使造斜變得更平順，同時也使井眼的迂曲度維持在最小的數值。系統(tǒng)的延伸Gamma射線測量功能為鉆井作業(yè)提供了更

53、為超前的目標層位探測，為地面工程人員做出實時決定提供了寶貴的井眼數據。4提升鉆井效率PowerDriveOrbit旋轉導向系統(tǒng)可與現(xiàn)有的所有鉆井井下工具總成和其它PowerDrive配套工具配套使用。PowerDriveOrbitvorteX*井下馬達雙動力旋轉導向系統(tǒng)可以以350轉/分鐘的鉆速鉆進，同時保持系統(tǒng)定向控制能力和連續(xù)導向能力。系統(tǒng)可在鉆井時提供多重功能。其中，時間節(jié)省系統(tǒng)模塊可以優(yōu)化系統(tǒng)設計，使其可以從套管鞋到設計井深一次打完。5使用雙重井底通訊的擴展應用PowerDriveOrbit旋轉導向系統(tǒng)可為作業(yè)者提供雙重井底鏈接的功能：一是使用傳統(tǒng)的流動變化來為井下工具傳遞命令；二是一

54、種新型的基于鉆鋌鉆速的命令傳遞系統(tǒng)。管柱的粘滑性和高扭矩對通過流速來傳遞指令的方式的影響很??；鉆井時，泥漿泵對新型的鉆鋌鉆速命令傳遞方式影響又很小。這種雙重井底鏈接特性，使得PowerDriveOrbit系統(tǒng)可以用于任何井場。采用中心化設計賦予了PowerDriveOrbit旋轉導向系統(tǒng)高速鉆進的能力，同時也使其具備了更長期的有效性，提升了系統(tǒng)在常規(guī)和復雜環(huán)境下鉆井的速率。吋亙1屯OCT13.0M節(jié)吉8$天時間計劃118M:PowerDriveOrbit旋轉導向系統(tǒng)大約用了3天的時間，在Misoa地層中鉆了一口14200ft深的8in井眼，時間比作業(yè)計劃的8.8天縮短過半。PoweDriveO

55、rbit系統(tǒng)目前已在中東、美國、墨西哥灣、哥倫比亞、委內瑞拉、中國和北海等全球常規(guī)和復雜環(huán)境中均實現(xiàn)了成功應用系統(tǒng)特點和優(yōu)勢這套觸發(fā)板使用了金屬對金屬密封，系統(tǒng)可以承受最具腐蝕性的鉆井液沖蝕，能夠應對最嚴苛的井下環(huán)境；系統(tǒng)擴展后，系統(tǒng)可以350轉/分鐘進行鉆進，遠高于現(xiàn)有的220轉/分鐘的轉速極限，可提高機械鉆速和粘滑性控制；這套系統(tǒng)內置的新型復雜6軸連續(xù)傾角和方位角測量系統(tǒng)，可以獲得更準確的垂深和軌跡的測量；雙井下命令系統(tǒng)，可以使用任何地面井場設備對井下工具發(fā)出指令。應用案例11作業(yè)地點北海2作業(yè)背景殼牌需要一種可以承受165C高溫高壓環(huán)境、并在鉆井時能夠保持油井垂直的旋轉導向工具。3作業(yè)結

56、果作業(yè)者使用了PowerDriveOrbit的觸發(fā)板設計和自動導向設計，將單位進尺從4085m提升至4704m;同時，該系統(tǒng)將這口井的垂直度控制在0.5以內。應用案例21作業(yè)地點中東2作業(yè)背景作業(yè)方需要使用旋轉導向設備來保證作業(yè)井深層的定向轉進。鉆井區(qū)域有高度的粘滑性，同時還會鉆遇嚴重的震動地層。3作業(yè)結果在鉆井的過程中，高粘性峰值達到了350rpm。PowerDriveOrbit旋轉導向系統(tǒng)幫助作業(yè)者克服了嚴重的扭矩問題，一次下鉆提前21天鉆完了12690ft的進尺。iCruise智能RSS:自動化定向鉆井又邁新階近年來，得益于電子技術、傳感技術、復雜算法以及高速遙傳等技術的進步，自動化鉆井

57、由此取得了長足發(fā)展。來自|Worldoil預測分析、物聯(lián)網、人工智能對我們而言已不僅僅是遙不可及的潮詞。作為數字化和自動化技術的集中代表，它們正在快速地改變著油氣行業(yè)。各技術要素緊密的結合，數據共享和傳輸方式的極大改善，以及最重要的，數據傳輸到執(zhí)行模塊速度的提升，已經深刻地改變了油氣勘探開發(fā)領域。該項數字傳輸技術已經改變了我們的商業(yè)模式，為我們實現(xiàn)儲層、操作平臺及設備（地面及井下）的連接提供了全新的、更加有力的武器，保證了各要素之間更加緊密的聯(lián)系。通過在井身施工生命周期內采用智能決策系統(tǒng)和與之適應的結構，哈里伯頓正在加速推進該數字化轉型。作為我們技術核心，我們將系統(tǒng)、實際應用、大數據分析、高級

58、建模以及各種實際工作流相整合。在現(xiàn)場，我們依據具體井場施工計劃及預先設定的鉆井參數來進行鉆井作業(yè)。感應技術、井下大規(guī)模復雜運算處理器以及高速數據遙傳技術的發(fā)展，為井下和地面系統(tǒng)實時數據的傳輸和分析提供了保障，在這點上，其速度和精度都是遠非人為操作可以比擬的。機器學習與數據分析，配合復雜算法，可以幫助現(xiàn)場和實時操作控制中心（ROC）專家對于鉆井狀況進行實時分析，從而依據具體情況調整和優(yōu)化鉆井計劃，并且在井場作出更合理的決策。通過采用自動鉆井系統(tǒng)，我們可以幫助降低非生產時間（NPT），減少井場操作人員，降低每桶原油成本，同時提供預測準確、穩(wěn)定可靠、連續(xù)不斷的產出，從而實現(xiàn)資產最大化。智能設計滿足鉆

59、井自動化需求最優(yōu)化的井場計劃應當包含一整套的井上井下高級智能系統(tǒng)，該系統(tǒng)需要能夠獲取實時數據，并且能夠發(fā)出連續(xù)指令來調整當前的鉆井情況。該自動定向鉆井系統(tǒng)中心安裝有iCruise智能旋轉導向系統(tǒng)（RSS），該導向系統(tǒng)可有效提高鉆井精度，減少井期，提高穩(wěn)定性，進而取得預期結果（點擊查看原在地質導向應用方面，Earthstar公司提供超深隨鉆測井服務以及地質導向軟件服務，可現(xiàn)實井下與自動鉆井控制軟件的數據雙向交流。地質導向目標直接發(fā)送至自動鉆井控制軟件，進而自動控制旋轉導向控制系統(tǒng)開展井下作業(yè)，朝著既定方向作業(yè)，并且同時向操作人員提供實時數據。鉆井液的管理和監(jiān)控同樣被納入到鉆井一體化作業(yè)當中。在鉆

60、井現(xiàn)場，無需泥漿工程師每隔一兩天對泥漿參數進行人工測量。如今，BaraLogix系統(tǒng)可以每天向我們自動測算和發(fā)送100次泥漿數據。這些數據包括密度和流變性，將會被發(fā)送到泥漿實時監(jiān)測中心。在這里，工程師們可以觀察并且提前預測井壁穩(wěn)定性問題，由此節(jié)約鉆井時間，降低鉆井成本。在鉆井施工過程中，除了關注井眼位移問題外，其他的問題同樣重要。采用控壓鉆井系統(tǒng)（MPD），可通過水力學模型控制井口壓力，從而起到快速控制調節(jié)井內壓力的效果。以上模型經過測壓鉆井（PWD）實時數據和控壓鉆井系統(tǒng)高級算法比對校準，數據準確可靠。該控壓鉆井系統(tǒng)接收旋轉導向系統(tǒng)（RSS）指令，并且據此調整井底壓力，同時實現(xiàn)井底與地面控制